激光粒度分析仪在粉末涂料行业的应用案例分享

众所周知，欧美克激光粒度分析仪在粉末涂料行业的应用非常普及。大家都认识到粒度分析非常重要，但是在面对具体的技术案例时，如何分析和解决问题依然是众多粒度仪用户的难点问题。欧美克应用技术团队想大家之所想，向行业大咖虚心求教，获得了一些“秘技”。在此，向大家分享一些我们的求学作业，期待能够起到抛砖引玉的效果，帮助更多的用户朋友提高对产品性能和质量问题的分析、解决能力。

粉末涂料粒度分布会影响涂料的流平性、上粉率、回收率以及涂层厚度等诸多性能指标。最主要的原因就是涂料颗粒的粒径与涂料颗粒的带电性、流平速度直接相关。 一般来说，涂料粒径越小，就越有利于其固化时的流平，涂膜的外观也越平整、光滑。同时降低涂料颗粒粒径也可以降低涂层的厚度。

虽然降低涂料粒径有利于提高流平性和降低涂层厚度，但是也要看到粉末涂料的带电性是与颗粒粒径的平方成正比的，小于10μm的超细粉带电性很差。粉末涂料带电性降低，就会导致涂装施工中效率下降，出现涂料的上粉率、回收率降低问题。

多数的粉末涂料粒度相关问题都是围绕着上述两个基础性能问题产生的。下面我们以粉末涂料使用过程一个常见的涂装质量问题——橘皮现象为例，简单的分析探讨一下。

橘皮是粉末涂料成膜过程中，熔融涂料局部流动的涡流效应导致的质量问题。这种局部涡流也称为贝纳德的旋涡。粉末涂料熔融时粘度变化导致了表面张力的变化，这样便形成高粘度低表面张力的涂液下沉至涡流的中间（即后来的凹陷部位）；低粘度高表面张力的涂液上升至涡流的周边（即后来的凸处部位）。

▲ 橘皮表现及其产生原因示意图

粒径小的涂料小颗粒热容比大颗粒低，熔化时间比大颗粒短，聚结也较快。而粒径大的涂料颗粒则情况相反，熔化和聚结时间长，流平相对较差。如果涂料整体粒度分布不合理，就有可能导致局部涡流效应较强，使得涂层橘皮问题产生。

典型案例：某粉末厂的一款粉末涂料，客户反馈有轻微橘皮问题，而且只是部分批次工件有问题。检查喷涂工艺环节未发现问题原因。粉末厂检查该款粉末涂料生产过程后，确认配方及原材料无异动，排除了配方和原材料质量问题。调取生产记录资料，得知该款涂料用量大，是由三套同型号生产设备同时开工生产的，疑点焦距到了涂料挤出、粉碎分级过程。仔细检查三套设备的工况，发现其中一台设备磨机外壳温度高出另外两台设备。抽检该设备出产的粉末涂料粒度分布，发现虽然D50没有明显变化，但是D90变大明显。

▲ 问题样品粒度分布

▲ 正常样品粒度分布

做喷涂试验后，可以看出该涂料确实存在轻微的橘皮现象，问题原因找到。粉末涂料的粉碎过程大致如下：原料进入粉碎室，在动磨盘和静磨盘的冲击、剪切、摩擦作用下被粉碎。分级室中，粉末涂料在惯性力和风力的双重作用下，粗颗粒返回粉碎室，成品则向外输出。通过调节磨盘间距、转速，调整引风量，就可以调整成品粉末涂料的粒度分布参数。对该套问题设备的磨机、分级机进行检修，发现存在磨盘损耗大的问题。维修并对磨机工作参数做相应调整后，出产粉末涂料粒度分布恢复正常，问题解决。

在这个案例中，能够迅速精准的定位和解决问题，检测精度高、重复性好的粒度仪发挥了至关重要的作用。如果仅仅靠工艺师的经验摸索，虽然也能解决问题，但是整个过程将变得繁琐；消耗的工时、成本增加是必然的。

需要强调的是导致橘皮问题的因素不是唯一的，粉末涂料的基础配方、流平剂的使用情况都会影响橘皮问题，大家在分析问题时需要综合考虑。

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